СИСТЕМА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА Российский патент 1999 года по МПК F23D5/04 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в качестве теплогенерирующего устройства в теплоиспользующихся установках. Топливом является: печное топливо, керосин, соляр.

Известно устройство для сжигания жидкого топлива (Авт. свид.СССР N 1070379, МКИ F 23 D 5/04, ОБ N4, 1984 г.), содержащее устройство для подачи испаренного топлива, включающее жиклер и смесительное устройство, испарительную камеру, выполненную в виде термосифона с паровым и конденсационный участками, в котором размещен змеевик топливопровода, подключенный к жиклеру. Конденсационный участок термосифона снабжен сильфоном. При жиклере установлено устройство для розжига в виде чаши.

Общими признаками с заявляемым изобретением является топливопровод, устройство подачи испаренного топлива в виде жиклера, испарительная камера, смесительное устройство и устройство для розжига.

Недостатками известной конструкции являются следующие:
- низкая производительность устройства, обусловленная плохой работой испарителя и низкой эффективностью пламени;
- конструкция смесительного устройства цилиндрической формы не позволяет обеспечить интенсивное перемешивание паров горючего с воздухом.

Недостатками данной системы является:
1. Недостаточно высокая тепловая эффективность системы, обусловленная неполным сгоранием топлива и связанная с этим дополнительная экологическая нагрузка на окружающую среду.

2. Неустойчивое горение пламени (вплоть до погасания) при кратковременном воздействии внешних факторов (порыв ветра, кратковременное прекращение подачи топлива и пр.), то есть недостаточная надежность.

Предлагаемое изобретение предназначено ликвидировать вышесказанные недостатки.

Достигаемый технический результат обеспечивается тем, что используется более эффективная конструкция испарительной камеры, турбулятор и аварийный запальник.

Заявляемое изобретение позволяет повысить тепловую эффективность системы, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, повысить устойчивость горения рабочей смеси и повысить безопасность эксплуатации горелки в случае срыва пламени за счет введения в систему для сжигания жидкого топлива новых элементов, более эффективной конструкции испарительной камеры, турбулятора и аварийного запальника. Эти элементы обеспечивают полноту сгорания топлива, посредством интенсивного турбулентного перемешивания уже воспламененного топлива с воздухом и поджигание вновь поступившей смеси при возникновении срыва пламени, за счет аварийного запальника.

Турбулятор представляет собой устройство, размещаемое на пути воспламененной рабочей топливной смеси, рассекающее пламя на отдельные фрагменты с целью изменения их движения таким образом, чтобы обеспечить максимальный доступ воздуха поддерживающего горение, и придания движению воспламененной топливной смеси турбулентного характера для более интенсивного перемешивания смеси с воздухом.

Турбулятор выполненный, например, в виде конусообразной спирали, витки которой охватывают весь фронт огня, повторяет конфигурацию пламени и увеличивает зону перемешивания топливной смеси. Цвет пламени становится чисто- голубым, что говорит о полной сгорании топлива и отсутствии копоти. Этим самым снижается загрязненность окружающей среды продуктами горения. Аппаратурные измерения полностью подтверждают это утверждение.

В результате полного сгорания топлива повышается тепловая эффективность системы. Получаются две стадии смешения топлива с воздухом: первая стадия - смешение топлива с воздухом при истечении топлива из жиклера, вторая стадия - перемешивание уже воспламененной рабочей снеси с воздухом.

Испарительная камера представляет собой зигзагообразный змеевик, свернутый в цилиндрическую форму, внутри которой происходит сгорание топлива. Конструкция позволяет увеличить площадь нагрева по сравнению с испарителем той же мощности в 2,5 раза и соответственно обеспечить увеличение мощности работы горелки только заменой жиклеров с различными диаметрами. В результате повышается производительность работы, расширяются возможности использования устройства.

Аварийный запальник - это любое устройство, помещенное в зону сгорания топлива и нагреваемое за счет сгорания топлива до температуры, позволяющей обеспечить поджигание вновь поступающей смеси, при каждой случае срыва пламени. Это повышает надежность работы системы.

Турбулятор, выполненный в виде конусообразной спирали, в нашем случае служит одновременно аварийным запальником, так как находится в зоне горения и нагревается до температуры 600-700^oC.

Конструкция всей системы сжигания топлива выполнена в виде несложных элементов и их соединений, что обеспечивает технологичность изготовления системы.

На фиг.1 представлен общий вид системы для сжигания жидкого топлива; на фиг.2 - вид испарительной камеры по A-A.

Система для сжигания жидкого топлива содержит топливопровод 1, который оснащен запорно-регулирующей арматурой, например, краном 2 и предохранительным клапаном 3. Система включает испарительную камеру 4, выполненную в виде змеевика, соединенную в верхней части с топливопроводом 1 и устройство для подачи испаренного топлива 5, выполненное в виде головки, в цилиндрическом корпусе которой установлен жиклер 6.

Система имеет турбулятор 7, выполненный, например, в виде конусообразной спирали. Турбулятор 7 установлен соосно жиклеру 6.

Система имеет устройство для розжига, выполненное, например, в виде чаши 8, установленной под устройство для подачи испаренного топлива 5 и испарительную камеру 4.

Система для сжигания жидкого топлива работает следующий образом:
В чашу 8 заливается 100-200 г топлива, закладывается ветошь. Затем при открытом кране 2 и закрытом клапане 3 в чаше 8 зажигается пропитанная топливом ветошь.

Испарительная камера 4 и устройство для подачи испаренного топлива 5 разогревается до температуры, необходимой для интенсивного испарения топлива. Предохранительный клапан 3, при этом автоматически открывается и жидкое топливо попадает в испарительную камеру 4, испаряется в ней и в виде струи выходит из жиклера 6, попадая на турбулятор 7, где происходит его перемешивание с воздухом и воспламенение от устройства для розжига.

При этой струи паров топлива при выходе из жиклеров 6, попадая на турбулятор 7, рассекаются на части, имеющие разные скорости и направления движения, то есть поток топлива приобретает турбулентный характер, активно перемешиваясь с воздухом, в результате происходит полное сгорание топлива. Пламя горения имеет веерообразную форму и голубой цвет. Испарительная камера 4 при этом находится в зоне активного нагрева 1, создаваемого турбулятором 7, а, следовательно, происходит интенсивное испарение топлива, подаваемого к жиклерам 6. При кратковременном прекращении, а затем возобновлении подачи топлива, то есть при срыве пламени, аварийный запальник (в нашем случае турбулятор), обеспечивает поджигание струи топлива, состоящей из смеси паров и газов, так как турбулятор нагрет выше температуры воспламенения топливной смеси.

Интенсивность горения, в зависимости от технологической потребности регулируется интенсивность горения краном 2.

Система промышленно применима, что видно из ее описания и схематических чертежей, приведенных на фиг. 1 и фиг. 2.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в качестве теплогенерирующего устройства в теплоиспользующих установках. Технический результат заключается в повышении тепловой эффективности устройства и снижении экологической нагрузки на окружающую среду за счет обеспечения полноты сгорания топлива, расширении диапазона по производительности за счет обеспечения возможности регулирования количества топлива в широком диапазоне и повышении эксплуатационной надежности, и обеспечивается тем, что система для сжигания жидкого топлива содержит топливопровод, испарительную камеру, устройство для подачи испаренного топлива, например, жиклер, устройство для розжига, смесительное устройство, выполненное в виде конусообразной спирали, причем спираль установлена соосно с жиклером и расположена в непосредственной близости к поверхности испарительной камеры, при этом витки спирали выполнены увеличивающимися в направлении к жиклеру. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Система для сжигания жидкого топлива, содержащая топливопровод, испарительную камеру, устройство для подачи испаренного топлива, например, жиклер, устройство для розжига, смесительное устройство, отличающееся тем, что смесительное устройство выполнено в виде турбулятора, например в виде конусообразной спирали, установленной соосно с жиклером, при этом витки спирали выполнены увеличивающимися к жиклеру. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что испаритель выполнен в виде зигзагообразного змеевика цилиндрической формы. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что функционально турбулятор выполняет роль аварийного запальника.